第二部分 长春市可再生能源资源评估 第一章 太阳能资源评估长春地区太阳能资源评估报告Assessment Method for solar Energy of Chang Chun city 长春市气象局2009年8月15日 长春市太阳能资源评估报告评估说明太阳能已经被国际公认为是未来最有竞争性的能源之一，太阳能资源具有取之不尽、用之不竭；不污染环境、不破坏生态；周而复始、可以再生；分布广泛、分不使用；就地可取、不需运输等特点，因此太阳能利用前景广阔目前世界各国十分重视太阳能资源的开发利用工作，可通过生物转换、光热转换、光电转换、光化学转化等方式利用太阳能为了加强松原太阳能资源的高效利用，科学合理的应用开发利用太阳能资源，减少不可再生的化石类能源的利用，进一步在全市大力推广太阳能的应用做好铺垫工作，必须做好太阳能资源评估工作准确计算开发地太阳能资源的数量，对其进行正确评估，是关系到项目建设成败的关键同时准确评估区域内的太阳能资源，对于该区域内的太阳能资源开发利用具有较强的指导意义评估目的太阳能资源是基础性的自然资源，是人类赖以生存和实现可持续发展的重要物质基础。
我国化石类能源短缺，供需矛盾日益突出，环境恶化已成为经济社会可持续发展的制约因素，为加强太阳能资源合理开发、高效利用、优化配制、全面节约化石类能源，我国于2006年1月1日实施了《可再生能源法》，全国各地区按照本法律充分发展利用可再生能源是履行其法律义务的重要内容之一本评估通过对长春市范围内的太阳能资源进行分析，结合相关规范要求与计算方法，利用统计、计算相结合的方法，对长春市太阳能资源进行认识，了解长春市太阳能资源特征，掌握长春市可再生能源之一的太阳能资源相关因素与数据，研究太阳能资源的变化趋势，分析各种太阳能利用方式的合理性与科学性，指导与太阳能热利用有关的计算及长春市太阳能开发利用，解决在太阳能使用过程中遇到的一些问题，为长春市可再生能源建筑应用发展专项规划提供依据评估任务根据长春市对太阳能资源的使用现状与要求，依据所处的地理位置、地形地貌、气候特点、周边环境、影响因素，本次太阳能资源评估的主要任务是：（1）依据已有的太阳能资料和本次的研究计算，评估长春市太阳能资源的丰富程度；（2）分析太阳能资源的历年变化，评估太阳能资源在不同时段的利用价值3）根据太阳能资源动态特征，评估太阳能资源的稳定程度。
4）分析太阳能资源的各种影响因素与相互关系，认识太阳能利用的不利条件，研究针对各种情况的解决方案评估依据本评估报告编制依据包括法律法规、规程规范、技术标准及技术文件与资料等1、法律法规l 《中华人民共和国可再生能源法》l 《中华人民共和国节约能源法》l 《可再生能源中长期发展规划》l 《节能减排综合性工作方案》l 《民用建筑节能管理规定》2、规程规范和技术标准l QX/T-2008《太阳能资源评估方法》 中国气象局发布l GB/T12936.2-1991《太阳能热利用术语》l GB50364-2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》l GB50495-2009《太阳能供热采暖工程技术规范》l 《全国民用建筑工程设计技术措施——节能专篇》3、长春市气象局所提供太阳能资源相关数据清华大学建筑设计软件DEST中关于气候的数据评估范围本次评估针对整个长春市20604平方公里太阳能资源进行评估，研究20604内太阳能特点、影响因素，根据《太阳能资源评估方法》与当地历年太阳能统计数据，计算长春市太阳能资源丰富程度、可利用价值一、太阳能资源相关术语及定义 太阳能 solar energy太阳能可分为广义的太阳能和狭义的太阳辐射能。
所谓广义的太阳能是指由太阳辐射转换而成的一切能量，它包括现在和过去通过太阳活动而获得的所有形式的能量，如风、波浪能、海洋能、生物质能以及煤、石油天然气等狭义的太阳辐射能主要是指太阳总辐射以及与之有联系的日照时数和百分率本报告中所评估的太阳能是狭义的太阳能太阳总辐射 solar total radiation太阳总辐射是指水平面上,天空2π立体角内所接收到的太阳直接辐射和散射辐射之和太阳常数 solar constant太阳常数是指在日地平均距离处，地球大气外界垂直于太阳光束方向上接收到的太阳辐照度太阳赤纬 solar declination太阳赤纬是从天赤道沿太阳所在时圈量至日面中心的角距离春（球）分时为0°，一年之内在±23°27′之间变化日照时数 sunshine duration日照时数是指太阳在一地实际照射的时数在一给定时间，日照时数定义为太阳直接辐照度达到或超过120瓦·米2（W·m2）的那段时间总和，以小时（h）为单位，取一位小数日照时数也称实照时数可照时数 duration of possible sunshine可照时数又称天文可照时数，是指在无任何遮蔽条件下，太阳中心从某地东方地平线到进入西方地平线，其光线照射到地面所经历的时间。
真太阳时 apparent solar time真太阳时是由日面中心的时角量度的计时系统二、太阳能资源的计算太阳能资源的数量一般以到达地面的太阳总辐射量来表示太阳总辐射量与天文因子、物理因子、气象因子等关系密切，在实际工作中通常利用半经验、半理论的方法，建立各月太阳总辐射量与相关因子之间的经验公式，计算各月太阳总辐射量，从而得到掌握每年太阳能资源的数量有关参数计算1、太阳赤纬 太阳赤纬是影响天文总辐射量的重要天文因子之一，由式（1）计算： ……………………(1) ……………………(2)式中：N为按天数顺序排列的积日1月1日为0；2日为1；其余类推，12月31日为364(平年)；闰年12月31日为365其中Y为年份，INT(X)为不大于X的最大整数的标准函数为积日订正值，由观测地点与格林尼治经度差产生的时间差订正值L和观测时刻与格林尼治0时时间差订正值W两项组成 ……………………（3）其中：D为计算点经度的度值；M为计算点的分值；L东经取负号，西经取正号在我国取负号；S为计算时刻的时值；F为计算时刻分值；计算中取S=12，F=0。
2、日地相对距离日地相对距离是计算日天文总辐射时使用的参数，可以用式（3）计算： ……………（4）式中x由（2）式计算可照时数可照时数是计算日照百分率时用到的参数，用式（4）进行计算：日照时数为 ……………………（5）式中：TB 为半日可照时数；r=34′为蒙气差；为当地纬度；为太阳赤纬 3、时差 ………（6） 式中x由（2）式计算4、真太阳时式中：CT为北京时；L为经度时差，由（3）式计算；EQ为时差，由（6）式计算 月日照百分率的计算 ……………………（7） 式中： S为月日照时数 TA为月可照时数 日天文总辐射量的计算 ……………（8）式中：为日天文辐射总量，单位为； 为周期（24×60×60s）； 为太阳常数（）； 为日地相对距离； 为日落时角，； 为地理纬度； 为太阳赤纬 5、月太阳总辐射量计算由于我国太阳辐射观测站点较少，对有观测的站点，计算其月太阳总辐射量可以用每天的观测值进行累加，对于计算无观测地点的月太阳总辐射，用经验公式（9）计算。
…………………（9）式中:为月天文辐射量，由（8）式计算出当月逐日天文总辐射量，然后相加；为当月的日照时数百分率；为经验系数，根据计算点附近的日射站观测资料，利用最小二乘法计算求出系数a，b的确定 首先选择计算点附近有太阳辐射观测气象台站，作为计算系数的参考点根据参考点历年观测的太阳总辐射和日照百分率，计算系数a和b，其计算公式如（10）………………………………（10）式中：为参考站点的逐年月日照百分率；为参考点月日照百分率的平均值；为参考站点逐年月辐射总量与月天文辐射总量的比值；为参考站点逐年月辐射总量与月天文辐射总量的比值的平均值；n为选取观测资料的年数在计算过程中，应该注意我国1981年1月1日开始使用世界辐射测量基准（WRR），在此之前使用的是国际直接日射表标尺（IPS）,两者关系为： 因此，在1981年1月1日以前，我国所有辐射资料换成WRR必须乘系数1.022 三、太阳能资源丰富程度评估 地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区一类地区为我国太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6680～8400 MJ/㎡，相当于日辐射量5.1～6.4KWh/㎡。
这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地尤以西藏西部最为丰富，最高达2333 KWh/㎡（日辐射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠 二类地区 为我国太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为5850-6680 MJ/m2，相当于日辐射量4.5～5.1KWh/㎡这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地 三类地区 为我国太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为5000-5850 MJ/m2，相当于日辐射量3.8～4.5KWh/㎡主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地 四类地区 是我国太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量4200～5000 MJ/㎡，相当于日辐射量3.2～3.8KWh/㎡这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地 五类地区 主要包括四川、贵州两省，是我国太阳能资源最少的地区，年太阳辐射总量3350～4200 MJ/㎡，相当于日辐射量只有2.5～3.2KWh/㎡。
太阳能辐射数据可以从县级气象台站取得，也可以从国家气象局取得从气象局取得的数据是水平面的辐射数据，包括：水平面总辐射，水平面直接辐射和水平面散射辐射 从全国来看，我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在4 kWh/㎡以上，西藏最高达7 kWh/㎡ 一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，辐射总量高于586kJ／cm2·a，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2／3以上，具有利用太阳能的良好条件四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值总之，从全国来看，中国是太阳能资源相当丰富的国家，具有发展太阳能利用事业得天独厚的优越条件，只要我们扎扎实实地努力工作，太阳能利用事业在我国是有着广阔的发展前景的 根据全国700多个气象台站长期观测积累的资料表明，中国各地。